JPH0683597B2 - Reluctance generator controller - Google Patents
Reluctance generator controllerInfo
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- JPH0683597B2 JPH0683597B2 JP61107891A JP10789186A JPH0683597B2 JP H0683597 B2 JPH0683597 B2 JP H0683597B2 JP 61107891 A JP61107891 A JP 61107891A JP 10789186 A JP10789186 A JP 10789186A JP H0683597 B2 JPH0683597 B2 JP H0683597B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、リラクタンス発電機制御装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reluctance generator control device.
(従来の技術) 同期発電機の一種であるリラクタンス発電機は、発電シ
ステムの高出力、小型軽量化が要求される輸送機関等で
その性能が評価されつつある。(Prior Art) A reluctance generator, which is a kind of synchronous generator, is being evaluated for its performance in a transportation system or the like, which requires a power generation system with high output and small size and light weight.
リラクタンス発電機は、古くから知られた発電機であ
り、周知のものである。Reluctance generators have been known for a long time and are well known.
このリラクタンス発電機は、例えば特開昭61−73596号
公報に記載されている。This reluctance generator is described, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 61-73596.
第3図は、特開昭61−73596号公報に記載されている三
相リラクタンス発電機を制御する制御装置の一例のブロ
ック図である。次に、このブロック図により、三相リラ
クタンス発電機の制御について説明する。図において、
リラクタンス発電機4は、連結装置2を介して原動機1
に連結され、この原動機1の駆動力により回動される。
リラクタンス発電機4の出力は、例えば6ステップの電
圧形インバータ5により直流に変換され、平滑コンデン
サ6により平滑されて抵抗値Rlの負荷8に給電される。
7は始動回路で、リラクタンス発電機4が定常状態にな
るまでの間作動して初期励磁を与える。リラクタンス発
電機4の回転軸には位置検出器3を取付けておき、検出
された位置信号は、回転子位置検出回路11で所定の信号
処理が行なわれ、位置検出信号は、リラクタンス発電機
4の励磁電流(直軸電流)Id検出器51に送出され、ま
た、回転数検出値は電圧形インバータ5のベース駆動回
路13に送出される。リラクタンス発電機4の直軸電流Id
は、出力導線に設けた変流器50により検出し、直軸電流
指令値とともに減算器52に入力される。減算器52の出力
信号は、誤差増幅補償回路53により所定の処理を行な
い、ベース駆動回路13に送出され、電圧形インバータ5
を制御する。このとき、インバータの位相角、即ち、リ
ラクタンス発電機4の負荷角δは、直軸電流Idの指令値
にリラクタンス発電機4の実際の直軸電流Idが追従する
ように、図のようなフィードバック系で制御される。こ
こで、抵抗値R1の負荷8に給電される直流電圧Vdcは、
定電圧特性が得られるように直流電圧指令値発生回路10
の電圧指令値に追従して可変制御するものであり、この
ため、直流電圧検出器9により負荷に給電される直流電
圧を検出し、減算器54に入力して指令電圧と比較する直
流電圧制御ループを形成している。FIG. 3 is a block diagram of an example of a control device for controlling a three-phase reluctance generator described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-73596. Next, the control of the three-phase reluctance generator will be described with reference to this block diagram. In the figure,
The reluctance generator 4 is connected to the prime mover 1 via the coupling device 2.
And is rotated by the driving force of the prime mover 1.
The output of the reluctance generator 4 is converted into direct current by, for example, a 6-step voltage source inverter 5, smoothed by a smoothing capacitor 6, and supplied to a load 8 having a resistance value Rl.
Reference numeral 7 denotes a starting circuit, which operates until the reluctance generator 4 is in a steady state and gives initial excitation. The position detector 3 is attached to the rotary shaft of the reluctance generator 4, and the detected position signal is subjected to predetermined signal processing by the rotor position detection circuit 11, and the position detection signal is the position detection signal of the reluctance generator 4. The exciting current (direct current) is sent to the Id detector 51, and the rotation speed detection value is sent to the base drive circuit 13 of the voltage source inverter 5. Direct axis current Id of reluctance generator 4
Is detected by the current transformer 50 provided on the output lead wire, and is input to the subtractor 52 together with the direct-axis current command value. The output signal of the subtracter 52 is subjected to a predetermined process by the error amplification compensation circuit 53 and sent to the base drive circuit 13, where the voltage source inverter 5
To control. At this time, the phase angle of the inverter, that is, the load angle δ of the reluctance generator 4 is controlled by the feedback as shown so that the actual direct-axis current Id of the reluctance generator 4 follows the command value of the direct-axis current Id. Controlled by the system. Here, the DC voltage Vdc supplied to the load 8 having the resistance value R1 is
DC voltage command value generation circuit 10 so that constant voltage characteristics can be obtained
Of the DC voltage detector 9 for variable control. Therefore, the DC voltage detector 9 detects the DC voltage supplied to the load and inputs it to the subtractor 54 to compare it with the command voltage. Forming a loop.
(発明が解決しようとする問題点) このように、従来のリラクタンス発電機制御装置は、リ
ラクタンス発電機の出力電圧を直流電圧指令値に追従せ
しめ、かつこの出力電圧を安定化するため、第3図にお
いて点線で示す制御装置12′を設けている。そしてこの
制御装置12′には、前述の如く直軸電流制御用のフィー
ドバック系と、負荷に給電される直流電圧制御用のフィ
ードバック系とを設け、リラクタンス発電機4の直軸電
流Idを直流電圧指令値に追従させるように負荷角δを変
化させ、また、負荷8に定電圧が供給されるように直流
電圧制御ループによる制御を行なっている。このため、
従来のリラクタンス発電機制御装置は構成が複雑とな
り、コストも高くなるという問題があった。そこで、本
発明はこのような従来技術の問題点を解消し、簡単な構
成のリラクタンス発電機制御装置を提供するものであ
る。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional reluctance generator control device causes the output voltage of the reluctance generator to follow the DC voltage command value and stabilizes the output voltage. A control device 12 'shown by a dotted line in the drawing is provided. The controller 12 'is provided with a feedback system for direct-axis current control and a feedback system for controlling DC voltage supplied to the load as described above, and the direct-axis current Id of the reluctance generator 4 is supplied to the DC voltage. The load angle δ is changed so as to follow the command value, and control is performed by the DC voltage control loop so that a constant voltage is supplied to the load 8. For this reason,
The conventional reluctance generator control device has a problem that the configuration is complicated and the cost is high. Therefore, the present invention solves the problems of the prior art and provides a reluctance generator control device having a simple structure.
(問題点を解決するための手段) 上記の如き従来の欠点を解消するために本発明は、原動
機により駆動されるリラクタンス発電機と、リラクタン
ス発電機の出力側に接続される電圧形インバータより直
流が給電される負荷と、該負荷に給電される直流電圧を
検出する直流電圧検出器と、リラクタンス発電機の軸に
取りつけられる回転子位置検出器と、直流電圧指令値と
前記直流電圧検出器の出力信号が入力される制御装置
と、該制御装置の出力信号と前記回転子位置検出信号が
入力されるインバータ駆動回路とを具備するリラクタン
ス発電機制御装置において、直流電圧指令値と直流電圧
検出器の出力信号の比の逆三角関数値により演算した電
圧形インバータの駆動位相角とリラクタンス発電機の回
転信号からリラクタンス発電機の回転信号に対応した電
圧形インバータの駆動信号を作成する制御手段を有する
ことを特徴とするリラクタンス発電機制御装置を提供す
るものである。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention is directed to a reluctance generator driven by a prime mover and a direct current from a voltage source inverter connected to the output side of the reluctance generator. , A DC voltage detector for detecting the DC voltage supplied to the load, a rotor position detector mounted on the shaft of the reluctance generator, a DC voltage command value and the DC voltage detector A reluctance generator control device comprising a control device to which an output signal is input, and an inverter drive circuit to which the output signal of the control device and the rotor position detection signal are input, a direct current voltage command value and a direct current voltage detector The rotation signal of the reluctance generator is calculated from the drive phase angle of the voltage source inverter and the rotation signal of the reluctance generator calculated by the inverse trigonometric function value of the output signal ratio of the The present invention provides a reluctance generator control device having control means for generating a drive signal of a voltage source inverter corresponding to the above.
(作用) 本発明は、リラクタンス発電機の負荷角を、直流負荷の
電圧指令値の関数として制御するので、従来のような発
電機の励磁電流(直軸電流)の制御系が不要となり、制
御装置が簡単に構成できる。(Operation) Since the present invention controls the load angle of the reluctance generator as a function of the voltage command value of the DC load, the conventional control system for the exciting current (direct-axis current) of the generator becomes unnecessary, and the control is possible. The device can be easily constructed.
(実施例) 以下、図により本発明の実施例について説明する。Example An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明は、次のような原理によりリラクタンス発電機を
制御するものである。即ち、第3図に示すような6ステ
ップの電圧形インバータ5を介して抵抗値Rlを有する負
荷8に給電する場合の、リラクタンス発電機4の負荷側
に接続された瞬時電力Pは、 P=(1/3)×{(1/xq)−(1/xd)}×sin2δ(Vdc)2
={((Vdc)2/R1}+CVdc(dVdc/dt) …(1) で表わされる。(1)式は、リラクタンス発電機4の操
作量が負荷角δのみであるとすれば、出力電圧、即ち、
直流電圧Vdcを制御量とすることができることを示して
いる。ところで、負荷抵抗R1を一定とした場合に、直流
電圧Vdcと負荷角δは、直軸リラクタンスxdおよび横軸
リラクタンスxqの飽和特性の影響により1対1では対応
しないため、単なる比例、積分制御と線形補償では安定
な直軸電流の制御はできない。The present invention controls a reluctance generator according to the following principle. That is, the instantaneous electric power P connected to the load side of the reluctance generator 4 when power is supplied to the load 8 having the resistance value Rl via the 6-step voltage source inverter 5 as shown in FIG. (1/3) × {(1 / xq) − (1 / xd)} × sin2δ (Vdc) 2
= (((Vdc) 2 / R1} + CVdc (dVdc / dt)) (1) Expression (1) is the output voltage if the operation amount of the reluctance generator 4 is only the load angle δ. , That is,
It shows that the DC voltage Vdc can be used as the controlled variable. By the way, when the load resistance R1 is fixed, the DC voltage Vdc and the load angle δ do not correspond one-to-one due to the influence of the saturation characteristics of the direct-axis reluctance xd and the horizontal-axis reluctance xq. The linear compensation cannot control the stable direct current.
しかしながら、この種のリラクタンス発電機において
は、直流電圧Vdcが変化しても、負荷角δの変化範囲は
少ないことが判明しており、(1)式において、{(1/
xq)−(1/xd)}は定数とみなすことができる。したが
って、(1)式において非線形要素はsin2δのみとなる
ので、負荷角δの指令値を、直流電圧Vdcの関数 δ=(1/2)sin−1[K{1−(Vdc/Vdc*)}] …
(2) 但し、Vdc*:直流電圧指令値 で与えると、(1)式はVdcに関する線形微分方程式と
なる。(2)式を解くと、 Vdc=[{(B/A)+1/Vdc1}exp(At)-(B/A)]-1 …(3) 但し、(t=0:Vdc1) ここで、 A=(−1/c)×[(1/3)×{(1/xq)−(1/xd)}×
K−(1/R1)] …(4) B=(1/3c)×{(1/xq)−(1/xq)}×(K/Vdc*)
…(5) したがって、Aが負のときには、t→∞で一定値に収束
し、このとき、Vdcの値は(1)式で得られる定常値に
等しくなる。However, in this type of reluctance generator, it has been found that the change range of the load angle δ is small even if the DC voltage Vdc changes, and in the formula (1), {(1 /
xq)-(1 / xd)} can be regarded as a constant. Therefore, in equation (1), since the non-linear element is only sin2δ, the command value of the load angle δ is expressed by the function of the DC voltage Vdc δ = (1/2) sin −1 [K {1- (Vdc / Vdc *) }]…
(2) However, if given as Vdc *: DC voltage command value, equation (1) becomes a linear differential equation with respect to Vdc. Solving equation (2), Vdc = [{(B / A) + 1 / Vdc 1 } exp (At)-(B / A)] -1 … (3) where (t = 0: Vdc 1 ) Here, A = (− 1 / c) × [(1/3) × {(1 / xq) − (1 / xd)} ×
K− (1 / R1)] (4) B = (1 / 3c) × {(1 / xq) − (1 / xq)} × (K / Vdc *)
(5) Therefore, when A is negative, it converges to a constant value at t → ∞, and at this time, the value of Vdc becomes equal to the steady value obtained by the equation (1).
第2図は、直流電圧Vdcと負荷角δとの関係を示す特性
図である。上記(1)〜(5)式において、電圧指令値
Vdc*、負荷抵抗R1が与えられると、δ指令値は電圧増
加に伴い、(a),(b)等の関数曲線上を動き、平衡
点であるR一定の曲線(イ),(ロ),(ハ)等との交
点に落着く。また、平衡点Vdc0からΔVdc変動した場合
を考えると、 (dVdc/dt)=(−1/3c)×{(1/xq)−(1/xd)}×
(K/Vdc*)×Vdc0×ΔVdc …(6) となり、変動が生じても平衡点に戻るように変化する。
ここで、係数Kを大きくすると負荷抵抗変動に対する直
流出力電圧を小さくでき、また、電圧指令値Vdc*によ
り直流出力電圧を調整できることがわかる。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the DC voltage Vdc and the load angle δ. In the above formulas (1) to (5), the voltage command value
When Vdc * and load resistance R1 are given, the δ command value moves along the function curve of (a), (b), etc. as the voltage increases, and the constant R curve (a), (b) is the equilibrium point. Settle at the intersection with (c). Considering the case where ΔVdc changes from the equilibrium point Vdc 0 , (dVdc / dt) = (− 1 / 3c) × {(1 / xq) − (1 / xd)} ×
(K / Vdc *) × Vdc 0 × ΔVdc (6), which changes to return to the equilibrium point even if fluctuations occur.
Here, it is understood that when the coefficient K is increased, the DC output voltage with respect to the load resistance variation can be decreased, and the DC output voltage can be adjusted by the voltage command value Vdc *.
第1図は、本発明のリラクタンス発電機制御装置のブロ
ック図である。図において第3図の従来例と同じ構成要
素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略す
る。本発明においては、制御装置には、除算器a、減算
器b、乗算器c、逆正弦波発生器dにより構成されてい
る。除算器aは直流電圧指令値Vdc*と、負荷に給電さ
れる直流電圧Vdcとを除算し、減算器b、乗算器c、逆
三角関数発生器dにより、(2)式で求めた負荷角δを
決定し、ベース駆動回路13に制御信号を送る。ベース駆
動回路13は、入力される制御信号に基づいて電圧形イン
バータを制御し、直流電圧Vdcを調整する。FIG. 1 is a block diagram of a reluctance generator control device of the present invention. In the figure, the same components as those of the conventional example of FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the present invention, the control device comprises a divider a, a subtractor b, a multiplier c, and an inverse sine wave generator d. The divider a divides the DC voltage command value Vdc * and the DC voltage Vdc supplied to the load, and the subtractor b, the multiplier c, and the inverse trigonometric function generator d calculate the load angle calculated by the equation (2). Determine δ and send a control signal to the base drive circuit 13. The base drive circuit 13 controls the voltage source inverter based on the input control signal and adjusts the DC voltage Vdc.
なお、本発明に係るリラクタンス発電機制御装置の安定
動作を決める上記第(3)式において、Aは第(4)式
で示され、これはVdcの変化の時定数でもあり負の絶対
値が大きいほど応答性は良い。またAの値を決めるKは
同時に第2図に示す曲線(a),(b)の傾きを決めて
いる。すなわち第2図からわかるように、負荷8が変動
したときの電圧変動の大きさを左右している。In the above formula (3) which determines the stable operation of the reluctance generator control device according to the present invention, A is represented by the formula (4), which is also the time constant of the change of Vdc and has a negative absolute value. The larger the value, the better the responsiveness. Further, K that determines the value of A also determines the slopes of the curves (a) and (b) shown in FIG. That is, as can be seen from FIG. 2, the magnitude of the voltage fluctuation when the load 8 changes varies.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のリラクタンス発電機制御
装置は、直軸電流の制御ループが不要であり、直流電圧
帰還系のみの構成となっているので、制御装置が簡略化
できる。また、制御装置の乗算回路、逆三角関数発生器
は単一のIC回路で実現できるので、制御装置を安価に構
成できる。(Effects of the Invention) As described above, the reluctance generator control device of the present invention does not require a direct-axis current control loop and has only a DC voltage feedback system, so the control device is simplified. it can. Further, since the multiplication circuit and the inverse trigonometric function generator of the control device can be realized by a single IC circuit, the control device can be constructed at low cost.
第1図は本発明のブロック図、第2図は説明図、第3図
は従来例のブロック図である。 1…原動機、4…リラクタンス発電機、5…電圧形イン
バータ、8…負荷、9…直流電圧検出器、10…直流電圧
指令値発生回路、12…制御装置、13…ベース駆動回路。FIG. 1 is a block diagram of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... A prime mover, 4 ... Reluctance generator, 5 ... Voltage source inverter, 8 ... Load, 9 ... DC voltage detector, 10 ... DC voltage command value generation circuit, 12 ... Control device, 13 ... Base drive circuit.
Claims (1)
機と、 リラクタンス発電機の出力側に接続される電圧形インバ
ータより直流が給電される負荷と、該負荷に給電される
直流電圧を検出する直流電圧検出器と、リラクタンス発
電機の軸に取りつけられる回転子位置検出器と、直流電
圧指令値と前記直流電圧検出器の出力信号が入力される
制御装置と、該制御装置の出力信号と前記回転子位置検
出信号が入力されるインバータ駆動回路とを具備するリ
ラクタンス発電機制御装置において、直流電圧指令値と
直流電圧検出器の出力信号の比の逆三角関数値により演
算した電圧形インバータの駆動位相角とリラクタンス発
電機の回転信号からリラクタンス発電機の回転信号に対
応した電圧形インバータの駆動信号を作成する制御手段
を有することを特徴とするリラクタンス発電機制御装
置。1. A reluctance generator driven by a prime mover, a load to which direct current is supplied from a voltage source inverter connected to the output side of the reluctance generator, and a DC voltage for detecting the DC voltage supplied to the load. A detector, a rotor position detector mounted on the shaft of the reluctance generator, a controller to which a DC voltage command value and an output signal of the DC voltage detector are input, an output signal of the controller and the rotor. In a reluctance generator control device equipped with an inverter drive circuit to which a position detection signal is input, the drive phase angle of the voltage source inverter calculated by the inverse trigonometric function value of the ratio of the DC voltage command value and the output signal of the DC voltage detector. And a control means for generating a drive signal of the voltage source inverter corresponding to the rotation signal of the reluctance generator from the rotation signal of the reluctance generator. And a reluctance generator control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61107891A JPH0683597B2 (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | Reluctance generator controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61107891A JPH0683597B2 (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | Reluctance generator controller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62268400A JPS62268400A (en) | 1987-11-20 |
JPH0683597B2 true JPH0683597B2 (en) | 1994-10-19 |
Family
ID=14470693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61107891A Expired - Fee Related JPH0683597B2 (en) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | Reluctance generator controller |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0683597B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2579977B2 (en) * | 1987-12-21 | 1997-02-12 | 株式会社東芝 | Electric power generation control device |
US5493195A (en) * | 1994-09-29 | 1996-02-20 | Sundstrand Corporation | Switched reluctance starter/generator control system allowing operation with regenerative loads and electrical system employing same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6173596A (en) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | Isuzu Motors Ltd | Reluctance generator controller |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP61107891A patent/JPH0683597B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6173596A (en) * | 1984-09-14 | 1986-04-15 | Isuzu Motors Ltd | Reluctance generator controller |
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JPS62268400A (en) | 1987-11-20 |
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